專利名稱:二級(jí)靜電除塵器的制作方法
本發(fā)明涉及的是對(duì)一種包括充電單元和集塵單元的二級(jí)靜電除塵器的改進(jìn)方法。
通常，靜電除塵器的集塵性能是由氣體中所含灰塵的電阻決定的。
在采用先有技術(shù)的靜電除塵器中(以下簡(jiǎn)稱EP)，當(dāng)粉塵中的電阻增大并且電阻率超過(guò)1011歐·厘米時(shí)，由于絕緣性能破壞，即在集塵電極上積聚的灰塵層中產(chǎn)生了反電離現(xiàn)象，集塵效率便大幅度降低。因此，在用煤和燒結(jié)機(jī)的熱電廠中，應(yīng)用EP處理高阻粉塵時(shí)，通常就要加大EP的集塵容量以彌補(bǔ)效率的降低。
于是各種對(duì)付高阻粉塵的措施應(yīng)運(yùn)而生。其中之一即為二級(jí)靜電除塵器，它現(xiàn)已被廣泛地實(shí)際運(yùn)用于空氣凈化器及其類似的裝置上。這種EP分為用于使粉塵帶電的充電單元和利用強(qiáng)電場(chǎng)集塵的集塵單元，通過(guò)減小強(qiáng)電場(chǎng)中的電流抑制反電離(反電離的起始條件是Pd×id≥Edc。當(dāng)流過(guò)灰層的電流id較小時(shí)，即使灰塵的電阻很高，灰層的擊穿電壓Edc也不再上升)的方法被應(yīng)用于一般工業(yè)。
然而即使這樣，在粉塵充電單元中抑制反電離仍是困難的。迄今為止，人們嘗試了各種各樣的方法。
比如，有一種方法是用一根管子作為集塵電極，它被流入其中的水冷卻，以減小粉塵的電阻，于是反電離得到抑制。此外，還有另一種方法，增加了一個(gè)第三電極，把它置于集塵電極和放電電極之間。在這個(gè)電極中，通過(guò)吸收反電離狀態(tài)中產(chǎn)生的反極性離子，抑制反電離。
還有人提出了一種叫做裝箱充電器(boxercharger)的粒子充電裝置(日本專利申請(qǐng)No.106400/77及其他)，通過(guò)控制電荷在沒(méi)有反電離的情況下使粉塵帶上電荷。
然而，這些方法中的任何一種都難于在一般工業(yè)的商品化生產(chǎn)中使用，因而也就沒(méi)有應(yīng)用于實(shí)際。
另一方面，有一種脈沖電荷方法，靠控制電荷改進(jìn)以往的EP性能。在這種方法中，脈沖高壓在瞬間提供一個(gè)高峰值電壓并得到均勻電流，致使集塵效率提高。然而，這樣也有一些問(wèn)題，比如脈沖電源的成本及降低功耗的問(wèn)題。
在以前的EP中，如圖1至圖5所示，當(dāng)集塵電極1和放電電極2(圖2和圖3)施加由直流高壓發(fā)電機(jī)3a和3b(圖1)發(fā)出的高電壓時(shí)，電流電壓特性曲線(a)(圖4)在正常階段便可得到。這樣，EP就可以在施加強(qiáng)電流和高電壓的時(shí)期運(yùn)行，因而獲得高的集塵效率。但是，當(dāng)收集高電阻粉塵而產(chǎn)生反電離時(shí)，就得到電流電壓特性曲線(b)(圖4)，工作電壓低且有用的電流被限制在P2點(diǎn)，其它電流做為無(wú)用的電流在反電離部分被消耗，以致于集塵效率降低。
因此，如圖1所示，高壓脈沖發(fā)電機(jī)8c和8d通過(guò)偶合電容器9c和9d加到高壓直流發(fā)電機(jī)3a和3b上，用以改變圖4虛線h所示的充電特性曲線。這樣，利用脈沖充電的均勻放電特性，在大電流密度下運(yùn)行，改進(jìn)了裝置的性能。
可是，在以前的EP中，由于粉塵的充電和收集在各自的氣流管道中一起進(jìn)行，則形成的放電電極具有良好的放電特性，如有脊柱的電極2(圖5(A)、(B)和(C))或曲率半徑較小的電極2(d＝1～3毫米φ)(圖5(D)和(E))。因此，當(dāng)施加充電脈沖時(shí)，使灰塵充電的有效的電流會(huì)增加，但不能期望集塵的有效的電場(chǎng)增強(qiáng)，因而得不到大的改進(jìn)。
此外，當(dāng)EP中的氣流管道的所有表面都被脈沖充電方式充電時(shí)，那臺(tái)脈沖發(fā)電機(jī)就很昂貴了。能量以焦耳熱的形式被一個(gè)用以產(chǎn)生電壓脈沖的波形形成電阻消耗掉，使功耗增大。
本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)如下(1)美國(guó)專利Nos.4138233，3980455，4094653，4183736，4209306和3763632。
(2)美國(guó)專利Nos.3570218，4018577和4126434。
另一方面，另一應(yīng)用先有技術(shù)的靜電除塵器包括沿著箭頭G所示氣流方向放置在該裝置機(jī)體11中并集塵的一組集塵單元12，如圖17所示。集塵單元12包含一組集塵電極21，這些電極與氣流方向平行放置，且相互之間方向相對(duì)。放電電極22放在集塵電極21之間，如圖17所示，更為特殊的是，集塵單元12的這種結(jié)構(gòu)，使得加在集塵電極21和放電電極22之間的高電壓產(chǎn)生電暈放電，并且使氣體中的粉塵帶電，從而在集塵電極21上收集到粉塵。收集粉塵的集塵電極21被機(jī)體11中的小錘13撞擊并振動(dòng)，以使集塵單元12收集到的粉塵抖落到漏斗14中，該漏斗放置在集塵單元12后面，而粉塵由傳送帶15送到外面。
在這樣一臺(tái)應(yīng)用先有技術(shù)的靜電除塵器中，當(dāng)粉塵的電阻率等于或大于1011歐·厘米時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生反電離，除塵效率便降低。此外，盡管集塵單元12收集的粉塵通過(guò)小錘13撞擊而抖落進(jìn)漏斗14，卻仍有一部分粉塵重又飛散到氣流中而不能被漏斗14所收集，這樣集塵效率也就降低了。
關(guān)于上述裝置的本發(fā)明的先有技術(shù)已在美國(guó)專利No.4178156中公開(kāi)。
本發(fā)明是為了克服上述的缺點(diǎn)。
(1)本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，性能優(yōu)越及總的說(shuō)來(lái)能較經(jīng)濟(jì)地利用脈沖電源的靜電除塵器。
(2)本發(fā)明的另一目的是通過(guò)把使盡可能多的粉塵帶電的充電單元和具有改進(jìn)結(jié)構(gòu)的集塵電極的集塵單元結(jié)合在一起，提供高集塵效率的靜電除塵器。
(3)本發(fā)明另外還有一個(gè)目的，就是提供這樣一種靜電除塵器，它防止由于反電離現(xiàn)象和灰塵再次飛散而降低集塵性能，能有效地除塵。
因此，本發(fā)明的要點(diǎn)如下二級(jí)靜電除塵器包括一個(gè)主要用于粉塵充電的充電單元和一個(gè)主要用于收集粉塵的集塵單元。它的特點(diǎn)可以分別用下面的(1)、(2)、(3)、(4)和(5)條予以說(shuō)明。
(1)充電單元利用具有大體上均勻截面的放電電極，該電極上施加一個(gè)疊加在直流高電壓上的脈沖高壓。
(2)充電單元包括一個(gè)放電電極，該電極的截面大體上是均勻的，它還有一個(gè)板式或圓形的集塵電極，兩電極之間施加一個(gè)疊加在直流高電壓上的脈沖高壓。
(3)棒狀集塵電極以和氣流大體上垂直的方向放置，具有大體上均勻的截面，它們被擺放成多邊形的形狀，充電單元包括一個(gè)放電電極，該電極放在與由集塵電極形成的多邊形頂點(diǎn)等距離的位置上。
(4)棒狀集塵電極以和氣流大體上垂直的方向放置，具有大體上均勻的截面，它們被擺放成多邊形的形狀，充電單元包括一個(gè)放電電極，該電極放在與由集塵電極形成的多邊形頂點(diǎn)等距離的位置上，在放電電極和集塵電極之間施加一個(gè)疊加在直流高電壓上的脈沖高壓。
(5)充電單元和集塵單元沿氣流方向放置，一個(gè)用于切斷氣流的小型分段擋板放在集塵單元的后面。
上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明具有以下功效(1)充電單元用來(lái)使粉塵快速帶電的功能可以大大改善。由于粉塵在充電單元中預(yù)先帶電，對(duì)集塵單元提供的電流可能降到需要防止粉塵再次飛散的最小值。因此，在沒(méi)有反電離的情況下，可以維持一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)，并得到高集塵效率。因而使靜電除塵器總體結(jié)構(gòu)緊湊、除塵效率高。
此外，由于脈沖電源的成本和功率損耗與放電，電極和集塵電極間的電容成比例，所以將脈沖電源只用于充電單元是非常經(jīng)濟(jì)的。
用這樣的方法，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)緊湊而又高效的二級(jí)靜電除塵器，它能夠非常經(jīng)濟(jì)地利用脈沖電源。
(2)本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)能夠在集塵電極附近形成均勻的電流強(qiáng)度，在放電電極和集塵電極附近形成強(qiáng)電場(chǎng)。利用這些特性，粉塵均勻帶電，并為高電阻粉塵獲得強(qiáng)的工作電場(chǎng)，從而使二級(jí)EP的功能得到改善。
此外，采用通過(guò)偶合電容器連接的高壓脈沖發(fā)電機(jī)，脈沖高壓便得到了，其效果是很顯著的。
(3)依照本發(fā)明，使氣體中的粉塵帶電的充電單元和收集由充電單元因庫(kù)侖力使之帶電的粉塵的集塵單元，均沿氣流方向放置，用于切斷氣流的小型分段擋板放在集塵單元的后面。因此，能提供這樣的靜電除塵器，它防止由于反電離和粉塵再次飛散而降低除塵性能并能有效地收集粉塵。
圖1表示應(yīng)用先有技術(shù)的靜電除塵器的一種結(jié)構(gòu);
圖2是圖1所示除塵器的平面圖;
圖3是電極單元的放大圖;
圖4是圖3電極單元的電流和電壓關(guān)系特性曲線圖;
圖5是電極的透視圖;
圖6是二級(jí)靜電除塵器的結(jié)構(gòu)圖，表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案;
圖7是圖6所示的除塵器的平面圖;
圖8是該除塵器電極單元的放大圖;
圖9表示除塵器充電單元和集塵單元的組合布局;
圖10是充電單元的電流和電壓關(guān)系特性曲線圖;
圖11是除塵器放電電極的透視圖;
圖12是本發(fā)明集塵電極和放電電極的布局平面圖，(A)是正方形布局，(B)是等邊三角形布局;
圖13表示應(yīng)用先有技術(shù)的二級(jí)靜電除塵器的一種電極結(jié)構(gòu);
圖14表示集塵電極的電流密度分配特性，(A)是本發(fā)明的特性，(B)是先有技術(shù)的特性;
圖15表示電場(chǎng)強(qiáng)度的分布特性，其中(A)是本發(fā)明的具有強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度的部分，(B)是(A)中電場(chǎng)強(qiáng)度分布曲線，(C)表示先有技術(shù)的具有強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度的部分，以及(D)是(C)中電場(chǎng)強(qiáng)度分布曲線;
圖16是另一應(yīng)用先有技術(shù)的靜電除塵器的概略的側(cè)視圖;
圖17是圖16所示除塵器集塵單元的結(jié)構(gòu)透視圖;
圖18至20是本發(fā)明的具體實(shí)施例，其中圖18是二級(jí)靜電除塵器結(jié)構(gòu)的概略側(cè)視圖;
圖19是充電單元和集塵單元的概略透視圖;
圖20是表示一個(gè)小型分段擋板實(shí)例的透視圖;
圖21是多級(jí)靜電除塵器的側(cè)視圖，表示本發(fā)明的另一實(shí)施例;
圖22是靜電除塵器的側(cè)視圖，表示本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)后的實(shí)例。
基于圖6至12、圖14、圖15和圖18至22的具體內(nèi)容，將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
參照?qǐng)D6至11，將本發(fā)明的第一種實(shí)施例說(shuō)明如下由圖6和7看出，這臺(tái)靜電除塵器包括充電單元6和集塵單元7。充電單元和集塵單元可以以單個(gè)或多個(gè)的組合形式放置，該組合可以是充電單元后接集塵單元或充電單元后接兩個(gè)集塵單元，如圖9所示。
充電單元6是由放電電極4和板狀或圓形集塵電極1a組成。放電電極是3～10毫米的圓形線，如圖11(A)所示;或是方形線，對(duì)角線為4～10毫米，如圖11(B)所示;或類似于線狀，且其長(zhǎng)度方向具有均勻截面，如圖11(C)、(D)所示。板狀或圓形集塵電極1a表面比較平整，能夠在其表面形成均勻電場(chǎng)，如圖8所示。從直流高壓發(fā)電機(jī)3C和3f來(lái)的直流高電壓加在電極4和1a之間，如圖6所示，接著高壓脈沖發(fā)電機(jī)8a和8b通過(guò)在它們之間的偶合電容器9a和9b，將一個(gè)幾十毫微秒至幾百微秒的高壓脈沖加入，間時(shí)該脈沖電壓疊加在直流高電壓上。
即使集塵單元7由迄今已廣泛應(yīng)用的集塵電極和放電電極結(jié)合組成，將它和上述的充電單元6組合仍是很有效的。然而，作為一種更加有效的組合，可以考慮把放電電極5和集塵電極1b放在一起，減小沿氣流方向的放電電極5的間距，或者加大放電電極5的曲率半徑或非圓形的電極5的等效曲率半徑，這樣放電電極5和集塵電極1b間就可以得到一個(gè)盡可能高的電壓。
由于本發(fā)明具體化的靜電除塵器的結(jié)構(gòu)如前所述，所以當(dāng)施加普遍的直流高電壓時(shí)，雖然產(chǎn)生出一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)，但是電流并不流動(dòng)，如圖10的c或d所示。但是，當(dāng)高脈沖電壓加在由有較少量的電流流動(dòng)特性的放電電極4和集塵電極1a組成的充電單元6上時(shí)，就得到一條電流、電壓特性曲線，即在高阻粉塵的情況下，保持一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)的同時(shí)，達(dá)到相對(duì)高的電流密度，如圖10的e所示。因此，粉塵就會(huì)大量帶電。
充電單元6主要用于使粉塵帶電，但在一定程度上也有集塵的功能。因此，單元6的結(jié)構(gòu)使得粉塵由小錘撞擊后，以在普遍的靜電除塵器中同樣方式抖落下來(lái)。
集塵單元7的電場(chǎng)力將帶電粉塵收集到集塵電極上。集塵單元7的電極的結(jié)構(gòu)使得電流幾乎不流動(dòng)，且獲得一個(gè)強(qiáng)大的電場(chǎng)。集塵單元7與上述的充電單元6組合，以得到高的集塵效率。
以與通常的二級(jí)EP同樣的方式，放電電極可以由一塊平板構(gòu)成，集塵單元可以由平行的幾塊平板構(gòu)成，以產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)。
在具體裝置中，如圖11所示的放電電極4不帶脊柱有均勻截面，它們用來(lái)施加疊加在普遍直流高壓上的幾十毫微秒至幾百微秒的脈沖高壓，同時(shí)它們?cè)贓P中主要是起使粉塵帶電的充電單元6的作用。此外，充電單元6與下一級(jí)的小電流、強(qiáng)電場(chǎng)的充電段的集塵單元7組合，以提高集塵性能。
(1)當(dāng)對(duì)不帶脊柱的、有均勻截面的放電電極4施加普通的直流高電壓時(shí)，電流幾乎不流動(dòng)，如圖10中的曲線c和d所示，其狀態(tài)變?yōu)榛鸹ǚ烹娀蛟诜浅Ｐ〉碾娏骱头浅８叩碾妷簵l件下的反電離。然而，通過(guò)在直流高電壓上疊加一個(gè)幾毫微秒至幾十百微秒的脈沖高壓，就可得到如圖10所示的電流、電壓特性曲線e，工作點(diǎn)為圖10中的P4，與不疊加脈沖電壓的反電離起始條件P3比較，在較大的電流密度下不會(huì)產(chǎn)生反電離。因此，能極大地改善使粉塵迅速帶電的功能。
在這種情況下，當(dāng)使用應(yīng)用先有技術(shù)的放電電極2(圖5)，由于在通常充電狀態(tài)時(shí)，電流、電壓的特性如圖10中的曲線f所示，或在疊加脈沖電壓狀態(tài)時(shí)，電流、電壓特性曲線如圖10中的g所示，因此電壓雖低卻仍能有一定的電流密度。相應(yīng)地，粉塵飽和充電量限制得很低，于是沒(méi)有充分地使粉塵帶電。
(2)在先有技術(shù)中，即使電流增加到大于圖10中的電流、電壓特性曲線上的反電離起始點(diǎn)(P4)，由于反極性離子的增加引起電流消耗，而且電壓并沒(méi)有增加，因而集塵效率也不能提高。
但是在本發(fā)明中，即使在P4以上的工作范圍內(nèi)，由于使粉塵增加帶電量，所以借助于改進(jìn)了后一級(jí)強(qiáng)電場(chǎng)部分的集塵效率，總的集塵效率也得到提高，僅就充電單元的集塵效率而言，沒(méi)有得到提高。在先有技術(shù)的充電方式中，當(dāng)產(chǎn)生反電離現(xiàn)象時(shí)，電流局部流動(dòng)并且僅被局部部分所消耗。當(dāng)疊加了脈沖電壓時(shí)，電流在產(chǎn)生反電離的狀態(tài)下，均勻地流動(dòng)。因此，當(dāng)反極性離子增加時(shí)，通過(guò)電流增長(zhǎng)使提供的離子增加，以使粉灰的帶電量也增加。實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一點(diǎn)。
(3)在這一具體實(shí)施方案中，EP的功能分成兩級(jí)且疊加在直流高電壓上的幾十毫微秒至幾百微秒的脈沖高壓僅僅施加在主要用于使粉塵帶電的充電單元6上，以便能經(jīng)濟(jì)而有效地利用脈沖電源。
例如，在本發(fā)明的靜電除塵器中，根據(jù)計(jì)算，在0.2毫安/米2的電流密度和3千伏/厘米的電場(chǎng)強(qiáng)度的條件下，1微米的粒子用0.1秒的充電時(shí)間就能達(dá)到飽和電量的65%，或用1秒就能達(dá)到95%。因此，如果氣體的速度是1米/秒，充電部分長(zhǎng)度有幾十厘米至1米在實(shí)際上已經(jīng)足夠了。
如上所述，按照本發(fā)明，放電電極和集塵電極結(jié)合在一起。該放電電極具有大體上均勻的截面，且有當(dāng)施加普通直流高電壓時(shí)電暈起始電壓高、電流難以流動(dòng)的特性。在集塵電極的表面能夠形成均勻的強(qiáng)電場(chǎng)。疊加在直流高電壓上的，脈寬為幾十毫微秒至幾百微秒的脈沖高壓施加在這兩個(gè)電極之間，以便得到大電流密度，而同時(shí)為高阻粉塵保持強(qiáng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。鑒于這些特性，這一設(shè)想被主要用作粉塵的充電單元，而后施加直流高電壓的充電部分則用作集塵單元。因此，本發(fā)明是要提供這樣一種靜電除塵器，它結(jié)構(gòu)緊湊，性能良好，并且通過(guò)把充電單元和集塵單元組合在一起，總的說(shuō)來(lái)還能經(jīng)濟(jì)地利用脈沖電源。
本發(fā)明的另一實(shí)施例將參照?qǐng)D12、14和15予以說(shuō)明。
參照?qǐng)D12(A)，集塵電極1a在垂直于氣流方向處有圓形或類似形狀的均勻截面，放電電極2a則放置在與由集塵電極1a的中心構(gòu)成的多邊形的每個(gè)頂點(diǎn)等距離的位置上。
集塵電極1a組成正方形，如圖12(A)所示和組成等邊三角形，如圖12(B)所示。電極的放置形式并不限于正方形或等邊三角形，可以是任何多邊形，例如矩形或等腰三角形，該多邊形具有到各頂點(diǎn)都等距離的一點(diǎn)，不過(guò)，如正方形或等腰三角形這樣的多邊形較為可取。
在圖12中，一個(gè)充電單元里的多邊形的數(shù)目是二，該多邊形沿箭頭G所示氣流方向放置。多邊形的數(shù)目不限于二，可以是一或三或更多。圖12中，數(shù)字3代表直流高壓發(fā)電機(jī)，數(shù)字8代表高壓脈沖發(fā)電機(jī)，數(shù)字9代表施加脈沖電壓用的偶合電容器。
應(yīng)用先有技術(shù)的二級(jí)EP包括做成一個(gè)整體的充電單元Y和集塵單元Z，如圖13所示。充電單元由一對(duì)放電電極2b和一個(gè)集塵電極1b組成，集塵單元由一塊施加高電壓用的放電板2C和集塵電極1b組成。
以下將說(shuō)明具有上述電極構(gòu)造的具體的靜電除塵器的工作情況。
與圖14(B)的應(yīng)用先有技術(shù)的電極組合(1b和2b)的電流密度IP1比較，按照本例所示的電極布局，集塵電極1a或1b在圓形集塵電極1a的表面形成非常均勻的電流密度IP2，如圖14(A)的電流密度分布特性曲線所示。這符合發(fā)明人的理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)量。
另一方面，圖15(A)和(C)展示了放電電極和集塵電極的電場(chǎng)的等強(qiáng)線，圖15(B)和(D)表示最短距離處的電場(chǎng)強(qiáng)度分布情況。(C)和(D)所示的應(yīng)用先有技術(shù)的電極結(jié)構(gòu)僅在放電電極2b附近具有強(qiáng)電場(chǎng)部分Pb。然而，(A)和(B)所示的本實(shí)例的電極結(jié)構(gòu)，不僅在放電電極2a附近，而且在集塵電極1a附近，都具有強(qiáng)電場(chǎng)部分Pa。這符合理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)量。
現(xiàn)在要說(shuō)明二級(jí)EP的充電單元的功能，即對(duì)使粉塵帶電的功能的改進(jìn)。
EP處理的粉塵，主要通過(guò)電場(chǎng)使之帶電，即利用電場(chǎng)在電暈放電時(shí)產(chǎn)生的單一極性離子與粉塵碰撞給與能量。粉塵的帶電量由下式給出q＝q∞(t/τ)/(1+τ/t) ……(1)式中q∞(所充的飽和電量)與充電單元的電場(chǎng)強(qiáng)度E成正比，τ(充電時(shí)間常數(shù))與電場(chǎng)強(qiáng)度E成正比而與電流密度i成反比。因此，為了增加充電量，有必要增強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度E。因而，為了短時(shí)間內(nèi)增加充電量，也有必要提高電流密度。
如圖14所示，在本實(shí)例中，與應(yīng)用先有技術(shù)的電極比較而言，由于電流密度是均勻的，所以粉塵的帶電也是均勻的，且對(duì)于高電阻粉塵，能獲得強(qiáng)的工作電場(chǎng)，從而改進(jìn)了充電功能。
尤其是在高電阻粉塵的情況下，工作電壓由反電離的起始點(diǎn)決定，而反電離的起始點(diǎn)又是根據(jù)流過(guò)粉塵層的電流id和粉塵的電阻Pd的乘積id×Pd何時(shí)超過(guò)粉塵層的擊穿電壓Edc來(lái)決定的。由于從集塵電極表面的電流密度均勻，致使這一運(yùn)行得以保持，而不會(huì)產(chǎn)生反電離，直到大電流和高電壓的條件出現(xiàn)為止。因此，充電功能得到改進(jìn)。
如圖15所示，在本實(shí)例中，強(qiáng)電場(chǎng)形成的區(qū)域(圖15(A)的中的Pa)存在集塵電極的側(cè)面。在先有技術(shù)中，使粉塵大量帶電的區(qū)域限制在放電電極的附近，而現(xiàn)在使粉塵大量帶電的區(qū)域也擴(kuò)大了。因此，氣流G所帶的粉塵幾乎都經(jīng)過(guò)具有強(qiáng)電場(chǎng)的區(qū)域，即使粉塵大量帶電的區(qū)域，從而改進(jìn)了靜電除塵器的充電功能。
而且，即使直流高壓發(fā)電機(jī)3施加直流高電壓在那些電極上，如圖12(A)和(B)所示，與應(yīng)用先有技術(shù)的電極結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的電極仍是有效的。因此，當(dāng)施加由通過(guò)偶合電容器9連接的高壓脈沖發(fā)電機(jī)8發(fā)出的高壓脈沖時(shí)，經(jīng)試驗(yàn)證明，效果更為顯著。
本實(shí)例的電極結(jié)構(gòu)還有集塵的功能。與應(yīng)用先有技術(shù)的電極結(jié)構(gòu)比較，如果集塵電極的表面積相同的話，本實(shí)例的電極的集塵效率較高。因此，這種電極結(jié)構(gòu)也能用作普通的一級(jí)EP。然而，對(duì)于一般工業(yè)，如果把管子以正方形圖案放在放電電極和集塵電極之間的間隙處，則有必要加大沿氣流方向放置的管子的直徑或增加管子的數(shù)目，以便使每個(gè)同樣容量的集塵面積與應(yīng)用先有技術(shù)的電極時(shí)相等，由于沒(méi)有利用上述優(yōu)點(diǎn)，所以這是不現(xiàn)實(shí)的。由此看出，本實(shí)例對(duì)于二級(jí)EP尤其有效。
如上所述，圓形或類似形狀的集塵電極構(gòu)成多邊形(通常是正方形)，它們與大體上置于多邊形中心的放電電極組合在一起，由此形成的電氣特性，只是在使粉塵帶電方面很優(yōu)異，其使粉塵帶電的方式不同于先有技術(shù)中的與氣流方向平行的板式集塵電極和放在中心的放電電極構(gòu)成的組合。
本發(fā)明的新穎之處已概括說(shuō)明如上，圓形或類似形狀的集塵電極取代了應(yīng)用先有技術(shù)的二級(jí)EP中用作充電單元的平行板式集塵電極;放電電極放在與集塵電極中心構(gòu)成的多邊形的每個(gè)頂點(diǎn)大體上等距離的地方，以便增強(qiáng)使粉塵帶電的功能，因此提高了二級(jí)EP的集塵效率。
現(xiàn)將本發(fā)明進(jìn)一步的具體情況參照?qǐng)D18至22加以說(shuō)明。
圖18是靜電除塵器的側(cè)視圖，是本發(fā)明的又一個(gè)具體體現(xiàn)。圖中數(shù)字31代表除塵器機(jī)身其中用于使氣體中的粉塵帶電的充電單元32和用于收集依靠庫(kù)侖力由充電單元32使之帶電的粉塵的集塵單元33，沿氣流方向G分兩級(jí)放置。如圖19所示，充電單元32由許多與氣流方向平行且兩兩相對(duì)放置的放電電極32a和許多放置在放電電極32a之間反向?qū)χ玫碾姌O32b組成。集塵單元33由許多與氣流方向平行且兩兩相對(duì)放置的集塵電極33a和許多放置在集塵電極33a之間反向?qū)χ玫碾姌O33b組成。充電單元32的放電電極32a和反向?qū)χ玫碾姌O32b分別連接到直流高壓發(fā)電機(jī)41的負(fù)極和正極。集塵單元33的集塵電極33a和反向?qū)χ玫碾姌O33b則分別連接到直流高壓發(fā)電機(jī)42的負(fù)極和正極。換句話說(shuō)，充電單元32的結(jié)構(gòu)使得利用直流高壓發(fā)電機(jī)41提供的電壓能讓氣體中的粉塵帶電;集塵單元33的結(jié)構(gòu)使得利用直流高壓電機(jī)42提供的電壓能收集經(jīng)充電單元32使之帶電的粉塵。
在本實(shí)施例中，用于切斷氣流的小型分段擋板34安裝在后一級(jí)的集塵單元33的后面。擋板34的構(gòu)造實(shí)例如圖20所示，當(dāng)集塵單元33收集的粉塵抖落進(jìn)漏斗35時(shí)，它可以用來(lái)防止粉塵飛散。換句話說(shuō)，在圖20中，數(shù)字51代表可動(dòng)閉合板，用來(lái)一個(gè)接一個(gè)地關(guān)閉由許多集塵電極33a形成的許多氣體通道52。利用纏繞在鏈輪53和54之間的鏈條55，使可動(dòng)閉合板沿與氣流流向垂直的方向移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)57通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)56與鏈輪53聯(lián)接?？蓜?dòng)閉合板51沿導(dǎo)軌59和60移動(dòng)，該導(dǎo)軌位于集塵電極33a后部的隔板58的上端和下端。用于檢測(cè)可動(dòng)閉合板51位置的限位開(kāi)關(guān)61放在隔板58的下端。換句話說(shuō)，小型分段擋板34的結(jié)構(gòu)能使可動(dòng)閉合板51關(guān)閉集塵電極33a的氣流通道，切斷氣流，從而防止粉塵再次飛散。
現(xiàn)在將說(shuō)明具有以上結(jié)構(gòu)的本裝置的工作情況。如前所述，當(dāng)粉塵的電阻較大時(shí)，在應(yīng)用先有技術(shù)的靜電除塵器中就會(huì)發(fā)生反電離現(xiàn)象。這是因?yàn)楫?dāng)一定量的或更多的電暈電流流動(dòng)時(shí)，會(huì)引起積聚在集塵電極21上的粉塵層絕緣擊穿。為防止這種現(xiàn)象，在先有技術(shù)中，必須減小電暈電流。這樣，由于施加的電壓也減小了，其性能并沒(méi)有得到改善。相反，在本實(shí)施例中，借助于充電單元32或充電技術(shù)，為使粉塵充分帶電所采用的電極結(jié)構(gòu)，能保持后一級(jí)的集塵單元33的小電暈電流并形成強(qiáng)電場(chǎng)，于是避免了因反電離現(xiàn)象引起的障礙。所以，例如已在一般文獻(xiàn)中公開(kāi)的已往的充電裝置，能夠適用于充電單元32。那種充電裝置，有使電極表面保持清潔的辦法，它還改進(jìn)了電極的結(jié)構(gòu)(包括一種降低粉塵電阻的電極冷卻辦法)以及施加波形窄而尖的充電脈沖。利用這種辦法，可使高電阻粉塵充分帶電，同時(shí)又能抑制充電單元32中的反電離現(xiàn)象。另一方面，集塵單元33的集塵電極33a壁如說(shuō)采用了平板或類似于平板的構(gòu)件。反向?qū)χ玫碾姌O33b采用沒(méi)有尖銳的突出部位或邊緣的截面均勻的部件，比如直徑為6毫米的圓形線或面積為8平方毫米的方形線，以使在電暈電流不大的情況下，可以形成一個(gè)很強(qiáng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。
在本實(shí)施例中，當(dāng)集塵單元33收集的粉塵受到小錘敲擊而抖落進(jìn)漏斗35時(shí)，只有由小型分段擋板34已關(guān)閉了氣流通路的集塵電極33a才被敲擊，因此，防止了粉塵重新飛散。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，利用充電單元32使之帶電的粉塵，是靠集塵單元33中形成的強(qiáng)電場(chǎng)集聚的，所以，即使粉塵電阻較高，也能防止反電離引起的集塵性能的降低。此外，當(dāng)由小型分段擋板34已關(guān)閉氣流通路的集塵電極33受到撞擊而將其集聚的粉塵抖落時(shí)，因粉塵重新飛散引起的集塵性能的降低也能得到避免。在本實(shí)施例中，盡管對(duì)于具有充電單元32和集塵單元33的二級(jí)靜電除塵器作了說(shuō)明，然而一級(jí)充電單元32和集塵單元33或三級(jí)以至三級(jí)以上(如圖21所示)仍可獲得同樣效果。此外，按照本發(fā)明原則制造的靜電除塵器，也能夠與應(yīng)用先有技術(shù)的集塵單元12組裝在一起如圖22的改型方案所示。
權(quán)利要求
1.一種二級(jí)靜電除塵器，包括一個(gè)主要用于使粉塵帶電的充電單元和一個(gè)主要用于收集粉塵的集塵單元，其中所說(shuō)的充電單元包括一個(gè)截面大體均勻的放電電極，該電極施加一個(gè)疊加在直流高電壓上的脈沖高壓。
2.一種二級(jí)靜電除塵器，包括一個(gè)主要用于使粉塵帶電的充電單元和一個(gè)主要用于收集粉塵的集塵單元，其中所說(shuō)的充電單元包括一個(gè)截面大體均勻的放電電極和一個(gè)板狀或圓形集塵電極，這兩種電極之間施加一個(gè)疊加在直流高電壓上的脈沖高壓。
3.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1或2的一種二級(jí)靜電除塵器，其中所說(shuō)的放電電極具有均勻的截面，它是一種3至10毫米或相同曲率半徑的圓形線。
4.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1或2的一種二級(jí)靜電除塵器，其中所說(shuō)的放電電極具有均勻的截面，它是一種對(duì)角線為4至10毫米的方形線或相應(yīng)的方形線。
5.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1或2的一種二級(jí)靜電除塵器，其中所說(shuō)的放電電極是一種截面均勻，在其兩邊具有相同形狀的突出部分的圓形線。
6.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1或2的一種二級(jí)靜電除塵器，其中所說(shuō)的放電電極具有十字形均勻截面。
7.一種二級(jí)靜電除塵器，包括一個(gè)主要用于使粉塵帶電的充電單元和一個(gè)主要用于收集粉塵的集塵單元，其中所說(shuō)的充電單元包括與氣流方向大體垂直的棒形集塵電極，且有基本均勻的截面，所說(shuō)的集塵電極被放置成多邊形，并且一個(gè)放電電極置于與所說(shuō)的集塵電極形成的多邊形的每個(gè)頂點(diǎn)大體上等距離的地方。
8.一種二級(jí)靜電除塵器，包括一個(gè)主要用于使粉塵帶電的充電單元和一個(gè)主要用于收集粉塵的集塵單元，其中所說(shuō)的充電單元包括與氣流方向大體垂直的棒形集塵電極，且有基本均勻的截面，所說(shuō)的集塵電極被放置成多邊形，并且一個(gè)放電電極置于與所說(shuō)的集塵電極形成的多邊形的每個(gè)頂點(diǎn)大體上等距離的地方，在所說(shuō)的放電電極和所說(shuō)的集塵電極之間施加一個(gè)疊加在直流高電壓上的脈沖高壓。
9.根據(jù)權(quán)項(xiàng)7和8的一種二級(jí)靜電除塵器，其中所說(shuō)的集塵電極被放置成一個(gè)正多邊形。
10.根據(jù)權(quán)項(xiàng)7或8的一種二級(jí)靜電除塵器，其中所說(shuō)的集塵電極被放置成一個(gè)包括等邊三角形的等腰三角形。
11.根據(jù)權(quán)項(xiàng)7或8的一種二級(jí)靜電除塵器，其中所說(shuō)的集塵電極被放置成一個(gè)包括正方形的矩形。
12.一種二級(jí)靜電除塵器，包括一個(gè)主要用于使粉塵帶電的充電單元和一個(gè)主要用于收集粉塵的集塵單元，其中所說(shuō)的充電單元和所說(shuō)的集塵單元沿氣流方向放置，并且所說(shuō)的靜電除塵器包括一個(gè)小型分段擋板，該擋板位于所說(shuō)的集塵單元的后面，用來(lái)切斷氣流。
專利摘要
二級(jí)靜電除塵器包括一個(gè)主要用于使灰塵帶電的充電單元和一個(gè)主要收集灰塵的集塵單元，其中充電單元采用一個(gè)具有均勻截面的放電電極，該放電電極施加一個(gè)疊加在直流高壓上的脈沖高壓，且靜電除塵器還在以下方面做了改進(jìn)該集塵單元的集塵電極擺放成多邊形的形狀，并且還有一個(gè)小型分段擋板，該擋板放在集塵單元后面，用來(lái)切斷氣流，從而提高了本除塵器的經(jīng)濟(jì)效益和集塵效率。
文檔編號(hào)B03C3/40GK85101306SQ85101306
公開(kāi)日1987年1月10日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者富松一隆, 柳生隆志, 八木嘉, 大西召一, 杉浦坂男, 中山豊, 松木陽(yáng)一, 片山博幸 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan